2023-2024学年广东省广州市荔湾区高一（上）期末统考物理试卷（含解析）

2023-2024学年广东省广州市荔湾区高一（上）期末统考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.物理学是一门以实验为基础的学科，下列哪种仪器测量的是国际单位制中力学基本单位的物理量( )
A. B.
C. D.
2.北京时间年月日时分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭成功发射。在飞行约千米后载人飞船与火箭分离进入预定轨道，然后采用自主快速交会对接模式，与天和核心舱形成三舱三船组合体，整个对接过程历时约小时，结合所学物理知识，下列说法正确的是( )
A. “小时”是时刻
B. “时分”是时间
C. “千米”是火箭运动的位移
D. 研究飞船与天和核心舱对接过程，飞船不能看成质点
3.如图所示，甲虫沿着一段圆弧树枝的上表面由缓慢爬到的过程中，下列说法正确的是
( )
A. 树枝对甲虫的支持力一直增大 B. 树枝对甲虫的摩擦力一直减小
C. 树枝对甲虫的作用力保持不变 D. 树枝对甲虫的作用力一直增大
4.一碗水置于火车车厢内的水平桌面上，当水面形状接近于如图所示时，火车可能在做( )
A. 向右加速运动 B. 向右减速运动 C. 向左减速运动 D. 向左匀速运动
5.某同学借助高速照相机对亭台檐边下落的雨滴进行探究：雨滴每隔自檐边静止滴下，当第滴落地时第滴恰欲滴下，不考虑空气阻力，雨滴处于无风环境中，取，则下列说法正确的是
( )
A. 雨滴做匀速直线运动 B. 雨滴落地的时间为
C. 檐边距地面高度为 D. 相邻雨滴均在空中下落时两者距离不变
6.在室内运动场将一篮球竖直向上抛出，若篮球运动时所受空气阻力大小恒定，取竖直向上为正方向，下列能表示篮球上升过程的图像是( )
A. B. C. D.
7.竖直升降电梯经过启动、匀速运行和制动三个过程，从低楼层到达高楼层，启动和制动可看作是匀变速直线运动。某电梯的最大速度为，其竖直向上运动过程中不同时刻速度的变化情况如下表，则前内电梯上升的高度为( )
时刻
速度
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.商场的电动扶梯有阶梯式与斜面式两种，如图所示为某顾客站在匀速向上运行的阶梯式扶梯上，下列说法正确的是( )
A. 顾客受到台阶水平向前的摩擦力
B. 顾客对台阶的压力就是顾客的重力
C. 顾客对台阶的压力大小等于台阶对顾客的支持力大小
D. 顾客离开电梯时常常伴有身体前倾，是因为惯性导致
9.蹦极是一项极限体育项目，为了研究其运动情况，蹦极运动员将传感器安装在身上，测出运动员在不同时刻下落的高度及速度。某次运动员从蹦极台自由下落到最低点的过程中，根据传感器测到的数据，得到如图所示的速度位移图像。已知弹性绳原长为，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 该运动员能体验失重感的高度是
B. 下落到时，运动员所受合力为零
C. 下落到最低点时，运动员处于平衡状态
D. 弹性绳伸直后该运动员先做加速运动再做减速运动
10.安检机在工作时，通过水平传送带将被检物品从安检机一端传到另一端，简化图如图甲，所示，传送带顺时针匀速转动。乘客在传送带左端处轻放一可视为质点的物品，物品从端运动到端的图像如图乙所示，重力加速度取，则
( )
A. 传送带的速度大小为
B. 该过程物品始终受到摩擦力的作用
C. 物品与传送带之间的动摩擦因数为
D. 若传送带的速率增大为原来的倍，物品的最大速率也增大为原来的倍
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某物理兴趣小组成员，在“探究弹簧的弹力与形变量的关系”时测得的几组数据如下表所示，已知弹簧始终处于弹性限度内。
弹簧总长度
弹力
根据测得的数据，在如图所示的坐标纸上作出图像。__________
弹簧的原长___________。
弹簧的劲度系数_____________。
12.某实验小组用如图所示的实验装置来验证牛顿第二定律。
下列器材不需要用到的是_______。
A.秒表 刻度尺 托盘天平 交流电源
该小组平衡摩擦力时操作方法如下：将小车静止地放在长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，_______填“要”或“不要”挂砂桶，轻推小车给小车一个初速度，直到小车带动纸带恰好匀速下滑为止。
该小组已完成平衡摩擦力的操作，保持小车质量不变，不断改变对小车的拉力，测出小车的加速度，作图像，如图所示，发现图线不是直线，原因是_______。
已知打点计时器使用的交变电流的频率。如图是该小组在正确操作下获得的一条纸带，图中、、、、为计数点，相邻计数点间还有个点未标出。写出小车加速度的表达式：______用，，，，表示根据纸带所提供的数据，算出小车的加速度大小为______结果保留两位有效数字。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.拖把是生活中常用的清洁工具，由拖把杆和拖把头构成，如图所示。某同学做卫生时对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为的力时，恰好能推动拖把头向前匀速运动。已知拖把杆质量可忽略不计，拖把头质量为，拖把杆与水平地面的夹角，，，重力加速度取。求：
拖把头对水平地面的压力大小；
拖把头与水平地面间的动摩擦因数。
14.安全距离含反应距离和刹车距离，下表为某汽车在一平直道路上测试时的一组数据，已知试驾员的反应时间为定值。
车速 反应距离 刹车距离 安全距离
求试驾员的反应时间及该汽车刹车时的加速度大小；
该汽车以的速度在某段平直高速公路上行驶，试驾员突然发现正前方处有辆货车正在慢速运行，马上采取刹车措施。已知此时货车的速度为，路面状况与测试时的路面相同，请通过计算说明该汽车是否会发生安全事故？
15.如图所示是大型户外水上游乐活动的模型图，斜槽与水平槽平滑连接，水平槽右端紧靠一平板但不粘连，平板上表面与水平槽末端相切，且平板始终浮于水面上。游客从斜槽顶端处由静止滑下，经过水平槽滑上平板，整个运动过程中游客可视作质点。已知，斜槽长，水平槽长，平板的质量为，长度为，游客的质量，游客与斜槽、水平槽间的动摩擦因数均为，与平板间的动摩擦因数，平板在水中运动时受到的阻力是其所受浮力的倍。不计水流速度，水池足够宽。，，重力加速度取。求：
游客在斜槽上的加速度大小；
游客滑到水平槽点时的速度大小；
游客在平板上滑行的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
力学中的国际基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，根据物理量来确定测量的仪器即可。
解决本题的关键知道力学的三个基本物理量以及对应的基本单位，需识记。
【解答】
长度、时间、质量是三个力学基本物理量，温度计是测温度的仪器，天平是测量质量的仪器，时速表是测速度的仪器，弹簧测力计是测量力的仪器，力，温度，速度不是基本物理量，故选A。
2.【答案】
【解析】A.“小时”指一段时间，是时间段，表示时间间隔。A错误；
B.“时分”是时间点，表示时刻。B错误；
C.在飞船发射后，运行过程中运动轨迹不是直线，“千米”是飞船运行轨迹的长度，表示路程。C错误；
D.研究飞船与天和核心舱对接过程，飞船的大小和形状不能忽略，飞船不能看成质点。D正确；
故选D。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了动态平衡问题。
对甲虫受力分析，根据平衡条件写出支持力和摩擦力的表达式，再根据数学方法解答；树枝对甲虫的作用力与甲虫的重力等大、反向。
【解答】
对甲虫受力分析可知支持力为，摩擦力为，由缓慢爬到过程中当于动态平衡，当增大，可知支持力减小，，摩擦力增大，故AB错误
由缓慢爬到过程中当于动态平衡，树枝对甲虫的作用力即是树枝对甲虫的支持力和摩擦力的合力，，与甲虫的重力是一对平衡力，由于重力总竖直向下，故这个合力竖直向上，大小不变，即树枝对甲虫的作用力保持不变，故C正确，D错误。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了牛顿第二定律的应用；解决本题的关键是理解牛顿第二定律的矢量性，知道加速度方向与合力方向相同，据此分析实际问题。
根据碗中水面形状，碗中水的加速度方向水平向左，然后根据牛顿第二定律分析即可。
【解答】
图中水面向左倾斜，则碗对水的作用力的合力方向大致斜向左上方，另外，水受到竖直向下的重力，所以水受到的重力与碗对水的作用力的合力的方向向左；根据牛顿第二定律可知水的加速度的方向向左，所以水可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动，即火车可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动；
故B正确，ACD错误。
5.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了自由落体运动。根据自由落体运动的规律解答即可。
【解答】
A.由于雨滴处于无风环境中，则雨滴做自由落体运动，故A错误；
B.当第滴落地时第滴恰欲滴下，则雨滴落到地上的时间为，故B错误；
C.根据位移时间公式可知，故C正确；
D.根据初速度为的匀加速直线运动的推论，经过连续相同的时间，位移之比为，故D错误。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了牛顿第二定律、图像问题。
根据牛顿第二定律分析加速度与的关系；上升过程做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动规律写出位移与时间的关系式，再进行解答。
【解答】
上升过程受重力和大小恒定的空气阻力，由牛顿第二定律有，取竖直向上为正方向，则加速度大小恒定，方向向下为负值，故C错误，D正确；
设篮球抛出的初速度为，上升过程做匀减速直线运动，位移为，则图像应为开口向下的抛物线，故AB错误。
7.【答案】
【解析】【分析】
由表格看出电梯做匀速运动，求出速度，电梯做匀加速运动，根据表格数据求出加速度和加速的时间，匀加速运动的末速度就等于匀速运动的速度，即可由速度求出匀加速运动的时间，再根据表格数据，由运动学公式求出总位移即可。
本题是一道实际问题，关键要从表格数据中分析电梯的运动情况，运用牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解。
【解答】
由由表格看出电梯做匀速运动，速度为
内电梯做匀加速运动的加速度为，
则电梯匀加速运动的总时间为，
则前内的位移：
后做匀速直线运动，位移：
前内的位移：，故B正确，ACD错误。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题主要是考查了共点力的平衡问题和惯性。
阶梯式电梯匀速向上运行时，人受到重力和支持力作用而平衡，再根据作用力与反作用力特点、以及惯性解答。
【解答】
A.顾客站在匀速向上运行的阶梯式扶梯上，顾客受重力和竖直向上的支持力，二力平衡，不受摩擦力，故A错误；
B.顾客对台阶的压力是台阶发生形变产生的弹力，而顾客受到的重力是由于地球的吸引产生的，故B错误；
C.顾客对台阶的压力与台阶对顾客的支持力是一对相互作用力，两力大小相等，方向相反，故C正确；
D.顾客离开电梯时常常伴有身体前倾，即顾客保持原来的运动状态，是因为惯性导致，故D正确。
9.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了图像、利用牛顿第二定律分析动态过程、超重和失重的概念；本题分析时，要抓住速度的变化，根据牛顿第二定律分析运动员的运动情况，知道加速度为时速度最大。
根据图像分析速度最大时的下落高度，即为运动员能体验失重感的高度；分析加速度方向，判断运动员的状态；根据加速度确定合力。
【解答】
解：由题图可知，运动员的速度逐渐增大，运动员的速度逐渐减小，则该运动员能体验失重感的高度是，故A错误，D正确；
B.由题图可知，下落到时，速度最大，加速度为，则运动员所受合力为零，故B正确；
C.由题图可知，运动员的速度逐渐减小，则运动员下落到最低点时，运动员处于超重状态，故C错误。
10.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了水平传送带问题。
物品在传送带上先做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律计算加速度，再根据匀变速规律解答。
【解答】
A.由乙图知，物品在传送带上先做初速度为零的匀加速直线运动，当物品的速度与传送带速度相等后，物品和传送带一起做匀速直线运动，物品做匀速直线运动的速度是，则传送带的速度大小为，故A正确
B.当物品和传送带共速后一起做匀速直线运动，即在时间内，对物品受力分析可知，物品只受重力和支持力的作用，不受摩擦力的作用，故B错误
C.对物品在内受力分析，由牛顿第二定律得，根据乙图，图像斜率表示加速度得，联立解得，故C正确
D.根据乙图，图像面积表示位移得，传送带的总长度为，若传送带的速率增大为原来的倍，即为时，物品与传送带共速所需时间为，则，此段时间内物品的位移为，因此该时间内物品未滑离传送带，且此时物品的末速度为，物品的最大速率也增大为原来的倍，故D正确．
11.【答案】
【解析】根据描点作图法可得
由图可知弹簧的原长为。
图线的斜率即为劲度系数，则有。
12.【答案】；
不要；
不满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量；
；
【解析】【分析】
本题考查验证牛顿第二定律的实验。解决问题的关键是清楚原理，会选择实验器材，知道操作注意事项，会处理实验数据，会分析实验误差。
【解答】
打点计时器可以记录时间，不需要秒表，故 A正确
B.需要用刻度尺测量计数点间距离，故B错误
C.需要用托盘天平测量小车质量和砂桶质量，故 C错误
D.打点计时器需要使用交流电源，故 D错误。
平衡摩擦力时，应将小车静止放在长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，不要挂砂桶，轻推小车给小车一个初速度，直到小车带动纸带恰好匀速下滑为止，使得小车受重力、支持力和摩擦力的合力为零。
发现图线不是直线，原因是随着绳拉力增大，即砂桶的总质量增大，使得砂桶的质量不满足远小于小车质量。
小车运动的加速度为，代入数据解得
13.【答案】解：对拖把：在竖直方向上根据平衡条件有，
解得，
由牛顿第三定律可知拖把头对地面的压力大小为。
对拖把：在水平方向上根据平衡条件有，
根据滑动摩擦力公式有，
解得。
【解析】本题考查正交分解法解决平衡问题。
利用正交分解方法解题的一般步骤：明确研究对象；进行受力分析；建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解；方向，方向分别列平衡方程求解。
14.【答案】解：在反应时间内，汽车做匀速运动，由，
代入表格中数据，解得，
刹车后，汽车做匀减速运动，由，
代入表格中数据，解得。
，，
当汽车减速至时，所需时间为，
，
解得，
汽车位移为，
货车的位移，
解得，，
由于，所以会出现安全事故。
【解析】本题考查刹车与追及相遇问题。汽车反应时间内为匀速运动，刹车后开始做匀减速直线运动，末速度为零，熟练掌握匀变速直线运动的基本公式即可解题。
对于追及相遇问题，要仔细分析两者的运动过程，熟练掌握匀变速直线运动的基本公式，此类问题解题关键：掌握好两个关系：时间关系和位移关系；一个条件：两者速度相等，这往往是能否追上，或两者距离最大、最小的临界条件是分析问题的切入点。
15.【答案】解：游客沿斜槽下滑，设加速度大小为，
由牛顿第二定律，
解得。
游客滑到斜槽底端点时的速度大小为，
由运动学公式，
解得，
游客沿水平槽滑动，设加速度大小为，滑到点时的速度大小为，
由牛顿第二定律，
由运动学公式，
解得，。
游客以滑上平板，设经过时间达到共速，
对游客：，
对平板：，
共速时，
解得，，，，
在时间内：
游客的位移，
平板的位移，
游客在平板上滑行的距离，
解得即共速时游客未滑离平板，此后一起减速至静止。
游客在平板上滑行的距离。
【解析】本题考查斜面模型以及板块模型。
做好游客在斜面上的受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度；
游客从到，根据运动学公式求出点速度，之后游客沿水平槽滑动，根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学公式求点速度大小；
游客滑上平板后，根据牛顿第二定律分析两者的加速度，根据匀变速直线运动的规律分析两者的运动，对于板块模型，一定要注意两者共速时，摩擦力会发生变化。
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